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[블록체인 톺아보기] 퍼블릭 블록체인의 한계와 프라이빗 블록체인 ①

2017.03.07

지난 글에서는 금융권이 블록체인에 주목하는 이유에 대해 이야기했습니다. 오늘은 이러한 상황에서 금융기관이 비트코인과 이더리움 같은 오픈된 블록체인을 사용하지 않고, 왜 독자적인 블록체인을 만들어서 사용하려고 하는지에 대해 알아보겠습니다. 요즘 금융권 및 다양한 기업들은 R3Cev하이퍼레저 컨소시움을 필두로 비트코인과 이더리움 같이 널리 알려진 블록체인을 활용하지 않고 독자적인 블록체인 구축하고 있습니다. 왜 이더리움과 비트코인을 활용하지 않는 것일까요?

블록체인의 종류

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본론으로 들어가기 앞서 블록체인의 종류에 대해서 잠깐 언급하고 넘어가겠습니다. 블록체인은 크게 퍼블릭 블록체인, 프라이빗 블록체인, 컨소시움 블록체인 3가지로 분류할 수 있습니다.

  • 퍼블릭 블록체인(Public Blockchain): 비트코인, 이더리움과 같은 누구나 네트워크에 참여할 수 있는 블록체인
  • 프라이빗 블록체인(Private Blockchain): 하나의 기관에서 독자적으로 사용하는 블록체인
  • 컨소시움 블록체인(Consortium Blockchain): 여러 기관들이 컨소시움을 이뤄 구성하는 블록체인. 허가된 기관만 네트워크에 참여할 수 있다.

현재 거래소에서 거래되는 대다수의 블록체인은 퍼블릭 블록체인으로, 누구나 블록체인 네트워크에 참여할 수 있고 모든 내역을 볼 수 있고 누구나 트랜잭션 내역 검증할 수 있습니다. 프라이빗 블록체인이나 컨소시움 블록체인은 참여자가 제한된 블록체인으로 내부 망을 구축하거나 별도의 인증 방식을 통해 참여가 제한된 블록체인을 말합니다. 현재 기관들이 관심 있어하는 블록체인은 퍼블릭 블록체인이 아닌, 프라이빗 혹은 컨소시움 블록체인이죠.

퍼블릭 블록체인 vs 프라이빗·컨소시움 블록체인

퍼블릭 블록체인과 프라이빗 블록체인은 서비스가 다르고 운영환경이 다르기 때문에 요구사항도 다릅니다. 특히 퍼블릭 블록체인은 누구나 참여할 수 있고 모든 사람이 운영하기 때문에 운영 주체가 불분명하고, 독자적인 화폐를 통해 금융활동을 하기 떄문에 법적 구속력에서 상대적으로 자유로울 수 있습니다. 그러나 프라이빗(컨소시움) 블록체인은 운영 주체가 명확하고, 새로운 금융거래를 하는 것이 아닌 기존에 있던 금융 거래를 하는 것이기 때문에 모든 금융 관련 법과 규제사항을 준수해야 합니다.

현존 퍼블릭 블록체인은 읽기, 트랜잭션 생성을 누구나 할 수 있습니다. 모든 사용자들은 모든 데이터를 확인할 수 있죠. 그러나 기관 간 블록체인의 경우 애플리케이션에 따라 개인의 금융정보가 담긴 데이터가 네트워크상으로 오고 갈 수 있기 때문에 모두에게 데이터가 공개되면 안 됩니다. 또한 법적으로 책임질 수 있는 기관만 트랜잭션을 생성해야 합니다. 누구나 트랜잭션을 생성할 수 있다면 금융사고가 일어났을 때 책임 주체가 불분명해질 수 있기 때문입니다.

트랜잭션 검증 요구사항에도 차이가 있습니다. 퍼블릭 블록체인은 트랜잭션 내역이 모두에게 공개되며, 네트워크에 참여한 모든 노드가 트랜잭션을 검증합니다. 그러나 프라이빗(컨소시움) 블록체인에서 이해관계자가 아닌 모든 노드가 트랜잭션을 검증하는 것은 문제가 있을 수 있죠. 노드별로 권한을 다르게 하는 것 또한 퍼블릭 블록체인에서는 불가능합니다. 감독기관은 모든 데이터를 검증해야 하고, 나머지 기관들은 자신에 관련된 데이터를 검증하는 등의 역할을 할 수 없습니다. 퍼블릭 블록체인은 블록체인 엔진 수정이 어렵기 때문에 엔진에서 제공해야만 가능한 기능들을 추가하는 게 매우 어렵습니다.

퍼블릭 블록체인의 한계

퍼블릭 블록체인은 참여가 자유롭습니다. 즉 인증 안 된 참여자도, 악의적인 목적을 가진 해커도 퍼블릭 블록체인에 접근할 수 있죠, 이 상황에서 악의적인 네트워크 참여자의 공격에 방어하면서 세계 각지에 있는 모든 노드들이 같은 데이터를 공유해야 합니다. 퍼블릭 블록체인은 이런 요구사항을 만족시켜야 하기 때문에 성능 면에서 많은 것을 포기했습니다.

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(출처 pixabay CC by geralt)

퍼블릭 블록체인은 기본적으로 누구나 블록 후보를 만들어 제출하고 분산합의를 통해 하나의 블록을 선정해 신뢰할 수 있는 블록으로 인정받는 구조입니다. 따라서 인터넷 상에서 블록을 공유해야 하는 시간이 있고 너무 많은 블록이 동시에 만들어지면 하나의 블록을 선택하기 어렵기 때문에 블록 생성시간에 제한을 두고 있습니다. 비트코인의 경우 약 10분마다 하나의 블록을 생성하고, 이더리움은 약 12초마다 하나의 블록을 생성합니다. 네트워크에 공유되는 시간을 고려했을 때 이더리움에서 내가 보낸 트랜잭션 결과를 확인하려면 1-2분 정도 기다려야 합니다. R3에 제출한 이더리움 보고서에 따르면 현 이더리움의 TPS(Transaction Per Second)는 약 10tps이고 비트코인의 경우 약 7tps입니다. 즉각적인 처리가 필요한 금융권 서비스에는 그대로 적용하기에는 불가능한 수준입니다.

또한 퍼블릭 블록체인에서 채택하고 있는 분산합의 알고리즘으로 작업증명(Proof of Work, PoW)이나 지분증명(Proof of Stake, PoS)을 사용하려면 내부 화폐가 필요합니다. 퍼블릭 블록체인에서 분산합의 목표는 결국 거래 내역을 검증해 신뢰할 수 있는 블록을 만들 수 있는 노드를 선택하는 것이고, 이러한 수고를 하는 대가가 필요하기 때문입니다. ‘채굴'(mining)이라고 알려진 것이 이러한 과정입니다. 또한 작업 증명의 경우는 쓸모없는 컴퓨팅 파워를 많이 사용하기 때문에 친환경이지 않은 문제도 있습니다.

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비트코인 채굴 공장(플리커 CC by MARKO AHTISAARI.)

퍼블릭 블록체인에서 사용하는 알고리즘들은 나중에 블록 생성 후 블록이 확정되기 때문에 허용되는 시간 안에 네트워크 분기가 생길 수 있어, 항상 확실한 데이터를 보장해야 하는 금융권에는 적합하지 않습니다. 때문에 프라이빗(컨소시움) 블록체인들은 비잔티움 장애 허용(Byzantine Fault Tolerance) 계열의 분산합의 알고리즘을 사용해 네트워크 분기를 허용하지 않습니다. 분산합의 관련된 내용은 나중에 다시 자세히 다루도록 하겠습니다.

이번 글에서는 현존 퍼블릭 블록체인의 한계와 프라이빗(컨소시움) 블록체인이 필요한 이유에 대해 알아봤습니다. 다음 글에서는 이번 글의 내용을 좀 더 깊이있게 들어가, 퍼블릭 블록체인 구현체가 가지고 있는 이슈들에 대해 정리하고 퍼블릭 블록체인에서 다양한 업무를 할 수 있게 해주는 ‘사이드 체인'(Sidechain)이 대두되다 가라앉은 이유에 대해 이야기하겠습니다.

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여의도에 위치한 블록체인 전문 기업 theloop입니다. 공유와 신뢰를 기반으로 불신의 시대를 혁신하고 hyper connected society를 구현할 수 있는 블록체인을 연구 개발하고 있습니다. 자체 개발 블록체인 엔진, 금투협 블록체인 컨소시움, 블록체인 기반 인증서 발급 등. 홈페이지 http://www.theloop.co.kr/ 블로그 http://blog.theloop.co.kr/ 페이스북 https://www.facebook.com/loopchain